正确来说,石墨并非直接等同于负极材料,但它是制备电池的主要负极材料之一。
1. 石墨作为负极材料的特性
结构优势:石墨具有层状结构,层间距(0.3354 nm)适合锂离子的嵌入和脱出,形成锂-石墨层间化合物(Li-GICs),且嵌锂前后体积变化小,稳定性高。
性能指标:理论比容量达372 mAh/g(实际可达340–370 mAh/g),嵌锂电位低(接近金属锂),电子电导率高,循环寿命长。
成本与资源:储量丰富,加工成本低于其他新型负极材料(如硅基负极)。
2. 石墨负极的分类
人造石墨:由石油焦、针状焦等高温石墨化制成,稳定性优于天然石墨,占动力电池负极市场主流。
天然石墨:采用鳞片石墨加工,比容量和压实密度高,但各向异性明显,倍率性能较差。
综上,石墨是当前电池负极材料的核心选择,广泛应用于锂电池领域。
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